Стоматологічний сплав на основі кобальту

Винахід відноситься до сплавів переважно медичного призначення, які застосовуються в ортопедичній стоматології для виготовлення бюгельних протезів. Відомий сплав Bomdi-Loy на основі кобальту, що містить (у ваг. %): 27 Сr, 5 Мо, 1 Мп, 0,5 Si, решта Co (Lindigkeit J. Non-precious dental alloys from Krupp for fixed dentures // Technische Mitteilungen Krupp. - 1990. –N1. - P.60.). Недоліками цього сплаву є недостатня міцність і твердість ( s 0,2 = 520 Н/мм 2, 300HV10), а також висока схильність до дендритної ліквації, що приводить до хімічної неоднорідності виливки по об'єму, пов'язаної з великим температурним інтервалом (80°С) кристалізації ( t н - t к =1400-1320°С). Відомий сплав Stellugine на основі кобальту, який містить (у ваг. %): 31 Сr, 5 Мо, 0,38 С, 1 Fe, 0,05 Si, 0,05 Va, решта Co (UGIN' dentaire. -N63. - P.41.). Недоліками цього сплаву є недостатні міцнісні характеристики s 0,2 = 625 Н/мм 2, 340HV10), а також висока схильність до дендритної ліквації, що приводить до хімічної неоднорідності литої конструкції, пов'язаної з великим температурним інтервалом (150°С) кристалізації ( t н - t к =1380-1230°С). Найбільш близьким до запропонованого є сплав Wironium на основі кобальту, що містить (у ваг. %): 29,0 Сr, 5,0 Мо, 1,0 Si, 0,5 Fe, 0,2 С, решта Со (Katalog'90. Das Bego-System. - Bego, 1989 - P. 8), міцність якого складає Сто,2= 670Н/мм , а твердість - 350HV10. Температурний інтервал кристалізації відомого сплаву складає 20 °С ( t н - t к =1350-1330°С). Недоліками цього сплаву є недостатня міцність і твердість. Технічною задачею винаходу, який заявляється, є створення сплаву на основі кобальту, який мав би підвищені міцність і твердість при збереженні температурного інтервалу кристалізації Технічна задача вирішується за рахунок того, що в стоматологічний сплав на основі кобальту, який містить хром, молібден, кремній, залізо і вуглець додатково водять вольфрам і нікель у наступному співвідношенні (ваг. %): Сr 27,0-31,0; Ni 2,4-2,8; Мо 4,0-6,0; W 0,3-0,6; Si 0,5-1,1; Fe 1,1-1,4; С 0,11-0,13; Со решта. Введення в сплав нікелю та вольфраму підвищує твердість та міцність сплаву при збереженні його температурного інтервалу кристалізації. При вмісті хрому менше 27,0ваг.% і більше 30,0ваг.% склад сплаву віддаляється від евтектичного, збільшуючи інтервал кристалізації, що приводить до хімічної неоднорідності виливки по об'єму. При вмісті нікелю менше 2,4 ваг. %, молібдену менше 4,0ваг.% та вольфраму менше 0,3ваг.% знижується міцність і твердість сплаву. При вмісті нікелю більше 2,7ваг.%, молібдену більше 6,0ваг.% і вольфраму більше 0,5ваг.% склад сплаву віддаляється від евтектичного, збільшується інтервал кристалізації, що приводить до хімічної неоднорідності виливки по об'єму. При вмісті кремнію менше 0,5ваг.% і більше 1,0ваг.% склад сплаву віддаляється від евтектичного, зростає інтервал кристалізації, наслідком чого є хімічна неоднорідність виливки по об'єму. Елементи, що вводяться в сплав, підвищують твердість і міцність і забезпечують мінімальний інтервал його кристалізації, що близький до евтектичного (псевдоевтектичного). Тому будь-яке відхилення в той чи інший бік приводить до збільшення інтервалу кристалізації і підвищує концентраційну неоднорідність внаслідок розвитку лікваційних процесів. Зміна кількості кожного з легуючи х елементів спричиняє необхідність комплексної корекції складу сплаву у відношенні інших елементів. Були виплавлені виливки сплавів методом індукційного вакуумного переплавлення з донним розливом зі складами, що відповідають середньому і крайнім значенням тому, який заявляється, а також вище і нижче запропонованого діапазону і сплаву-прототипу (табл.1). Таблиця 1 Хімічний склад виплавлених сплавів № сплаву 1 2 3 4 5 6 Вміст легуючи х елементів нижче мінімального мінімальне середнє максимальне вище максимального прототип Сr 25,0 27,0 29,0 31,0 32,0 29,0 Ni 2,1 2,4 2,6 2,8 3,0 Mo 3,0 4,0 5,0 6,0 6.5 5,0 Вміст елементів, ваг. % W Si Fe 0,25 0,4 0,9 0,3 0,5 1,1 0,5 0,8 1,3 0,6 1,1 1,4 0,8 1.3 1,5 1,0 0,5 С 0,9 0,11 0,12 0,13 1,5 0,2 Со решта решта решта решта решта решта Отримані виливки всіх сплавів піддавались механічній обробці (шліфуванню і поліруванню) відповідно до технологічних поверхневооздоблювальних операцій при виготовленні бюгельного протеза. Результати проведених механічних випробувань зразків сплавів, а також визначення їх температурного інтервалу кристалізації приведені в табл.2. Таблиця 2 Ме ханічні властивості і інтервал кристалізації сплавів № сплаву 1 2 3 4 5 6 Ме ханічні властивості Інтервал кристалізації, s 0,2 , Твердість за °С H/MM2 Вікерсом, HV (10) 665 345 38 700 393 21 705 396 20 708 400 22 715 405 40 670 350 20 Як видно з приведених у табл.2 даних при вмісті легуючи х елементів меншому ніж той, що заявляється, сплав характеризується недостатньою міцністю і великим інтервалом кристалізації (сплав №1). Приблизнотакий же низький рівень міцності має і сплав-прототип (сплав №6). У той же час запропонований склад сплаву на основі кобальту забезпечує високі механічні характеристики при інтервалі кристалізації 20-22°С. Сплав може бути виплавлений як у лабораторних, так і в промислових умовах.